Масова частка елемента в речовині

Той, хто прагне до найближчого вивчення хімії, має бути обізнаний і в математиці.

М.В. Ломоносов

Опрацювавши матеріал параграфа, ви зможете

• обчислювати масову частку хімічного елемента в складній речовині.

Багато характеристик речовин є сумою кількох складників, кожен з яких - частка від цілого. Математично частку кожного складника визначають як частку від ділення частини на ціле (меншої величини на більшу).

Масова частка хімічного елемента в складній речовині - відношення його маси до маси речовини:

Символ масової частки w вимовляють «дубль-ве».

Очевидно, що між масою речовини й масою хімічного елемента в ній -пряма пропорційна залежність, яку відображає схема (рис. 15.1). Використаємо її, щоб розв’язати задачу 1: обчислимо масову частку Купруму в халькозині - мідній руді, якщо в її зразку масою 160 г маса Купруму становить 128 г.

Рис. 15.1. Співвідношення між масою хімічного елемента, його масовою часткою в речовині та масою речовини

Зверніть увагу: кожна задача складається із сукупності даних - умови задачі й запитання (завдання). Крім того, у ній є система залежностей, які пов’язують дані величини із шуканими та дані між собою. Завдання аналізу умови задачі полягає в тому, щоб виявити всі дані, залежності між ними та залежності між даними й шуканими величинами.

Що відомо з умови задачі? Маса мідної руди й маса Купруму в ній. Що потрібно обчислити? Масову частку Купруму в руді. Яка залежність між масою руди і масою хімічного елемента в ній? Пряма пропорційна. Як обчислити масову частку Купруму в руді? За формулою:

Стисло запишемо умову задачі, відокремивши горизонтальною прямою лінією дані величини від шуканих. Вертикальною прямою відокремимо умову задачі від її розв’язку. Після виконання обчислень запишемо відповідь. Запис виконаних дій такий:

Відповідь: масова частка Купруму в халькозині становить 0,8.

Рис. 15.2. До 2013 року Змії Монетний двір міста Перт (Австралія) викарбував це кумедне змієня на срібній 50-центовій подарунковій монеті. На ній зазначено метал та його пробу - срібло (silver) 999. Тобто масова частка срібла в монеті становить 99,9 %: w(Ag) = 0,999

Зверніть увагу: масова частка - безрозмірна величина. Однак зазвичай її виражають у відсотках. Щоб перевести частку від одиниці у відсотки, її потрібно помножити на 100 %: 0,8 • 100 % = = 80 %. Масова частка Купруму в халькозині -80 %.

Для чого обчислюють масові частки? Розглянутий приклад свідчить про те, що відомості про масові частки металічних елементів у рудах потрібні геологам, металургам. Поняття частки застосоване не лише для характеристики вмісту хімічних елементів у речовині. З курсу природознавства ви дізналися про об’ємні частки азоту, кисню та інших газів у повітрі. Згодом вивчатимете масову частку розчиненої речовини в розчині.

Вам, звичайно, відомо, що для золотих і срібних сплавів (однорідних сумішей) зазначають масову частку дорогоцінного металу - пробу (рис. 15.2).

Споживачеві потрібно знати масові частки корисних і шкідливих для здоров’я речовин у харчових продуктах. Виробники мінеральних добрив зазначають на упаковках масову частку поживного елемента.

Обчислення масової частки хімічного елемента за формулою речовини. Маси атомів і молекул пропорційні відносним атомним і молекулярним масам. Тому масову частку хімічного елемента в складній речовині можна обчислити за формулою:

де ЩЕ) - число атомів хімічного елемента Е; А_г(Е) - відносна атомна маса елемента; М_г - відносна молекулярна маса речовини.

Розв’яжемо задачу 2: обчислимо масову частку Купруму в халькозині, хімічна формула якого Си₂В.

Запишемо скорочено умову та розв’язок задачі:

Відповідь: масова частка Купруму в халькозині становить 0,8 (80 %).

Зверніть увагу: сума масових часток усіх хімічних елементів, з яких складається речовина, становить 1, або 100 %. Щоб пересвідчитися в цьому, розв’яжемо задачу 3: обчислимо масові частки хімічних елементів у кальцій карбонаті, формула якого CaCO₃.

Запис виконаних дій такий:

Відповідь: масові частки Гідрогену й Оксигену у воді становлять 11 % і 89 % відповідно. Більше про використання поняття «частка» в хімії ви дізнаєтеся з параграфа 26.

ПРО ГОЛОВНЕ

Масова частка хімічного елемента в складній речовині - відношення його маси до маси речовини:

¹ Масову частку елемента лу(Е) в речовині можна обчислити за формулою

Масова частка не має розмірності.

Досить часто вміст хімічного елемента у сполуці виражають у відсотках.

Сума масових часток хімічних елементів дорівнює 1, або 100 %.

Перевірте себе

1. Що таке масова частка хімічного елемента у складній речовині?

2. За якою формулою обчислюють масову частку хімічного елемента у складній речовині?

3. Представникам яких професій потрібні відомості про масові частки хімічних елементів? Чи потрібні ці знання пересічній людині? Чому?

Застосуйте свої знання й уміння

4. Чому масова частка хімічного елемента в сполуці не має одиниці вимірювання?

5. Для чого масову частку виражають у відсотках?

6. Порівняйте, не вдаючись до обчислень, масові частки: а) Сульфуру; б) Фосфору; в) Нітрогену в сполуках, хімічні формули яких відповідно: а) Н₂Б і Н₂Б0₄; б) Р₂0₃ і Р₂0₅; в) NH₃ і NH₄Cl.

7. Обчисліть масові частки хімічних елементів у речовинах, формули яких CS₂, С₆Н₁₂0₆, NaCl, Cu(0H)₂, Fe₂(S0₄)₃.

Творча майстерня

8. Складіть алгоритм обчислення масової частки хімічного елемента в складній речовині й ілюструйте його прикладом.

Дізнайтеся більше про масову частку хімічного елемента у складній речовині (с. 178).

Це матеріал з підручника Хімія 7 клас Лашевська